JP3795192B2 - Deflector, method of manufacturing the same, and electron beam apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームに電界を加えて電子ビームを偏向する偏向器及びその製造方法並びに電子ビーム装置に関し、特に小型でしかも偏向角の大きい偏向器及びその製造方法並びにその偏向器を用いた電子ビーム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子ビーム装置は、電子銃から放出した電子ビームを偏向器を用いて偏向することにより、ターゲットの所望の位置に電子ビームを照射するものである。
電子ビーム装置の概略を、図15を用いて説明する。図15は、電子ビーム装置の概念図である。
【0003】
図15に示すように、偏向器110には複数の偏向電極132a、132b、・・・が設けられている。電子ビームを自在に偏向できるように偏向電極132a、132b、・・・は8個設けられているが、図15では便宜上2つの偏向電極132a、132bだけが示されている。なお、8個の偏向電極を有する偏向器は、一般に八極電極と呼ばれている。
【0004】
E(eV)のエネルギーをもって電子銃200から放出された電子ビームは、電圧が印加された偏向電極132a、132b間のビーム通過孔201を通過し、偏向電極132a、132b間に発生する電界により偏向角θ(rad)の角度で偏向されてターゲット202へ照射される。偏向電極132a、132b間の離隔をd(mm)、偏向電極132a、132b間に加える電位差をV(V)、偏向電極132a、132bの電子ビームの進行方向の長さをL(mm)とすると、偏向角θは、
θ=(V×L)/(E×d)・・・(1)
で表すことができる。
【0005】
ところで、偏向器110は、ターゲット202の広い領域に電子ビームを照射することができるよう、大きな偏向角θを実現しうることが望ましい。しかし、電位差Vの値を極端に大きくしたり、電子のエネルギーEの値を極端に小さくするのは実用的でないため、通常は長さL又は離隔dの値を適宜設定して所望の偏向角θを得られるようにするのが望ましい。
【0006】
従来は、機械加工技術を用いて偏向器を形成することにより、所望の偏向角θを実現しうる偏向器が提供されていた。
しかしながら、機械加工技術では微細に加工するのが困難であるため、機械加工技術を用いて形成した従来の偏向器は形状が5乃至10mmと大きくなってしまっていた。近年では小型の電子ビーム装置を実現するため、偏向器の小型化が求められている。そこで、半導体の微細加工技術や半導体基板上に厚い導電膜を形成する技術等を用いて偏向器を形成する技術が提案されている。
【0007】
提案されている偏向器を図16を用いて説明する。図16は、提案されている偏向器を示す上面図及びA−A′線断面図である。
提案されている偏向器109では、半導体基板上に厚い導電膜を形成する技術を用いることにより、半導体基板111上に偏向電極133a乃至133hが形成されている。このような偏向器109では、所定の電圧を偏向電極133a乃至133hに加えることにより、ビーム通過孔130を通過する電子ビームを偏向する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、提案されている技術では、半導体基板111上に厚い導電膜を形成する技術を用いて偏向電極133a乃至133hの電子の進行方向の長さLを長くしようとしており、蒸着法では数μm、CVD法では数10μm程度が限界値である。メッキ法を用いれば、長さLを約100μmまで長くできると考えられるが、精度よく成膜するのは困難である。また、複数の導電膜を絶縁膜を介して積層することも考えられるが、せいぜい数段の積層が限度であり、長さLを十分に長くするのは困難である。このような半導体基板上に厚い導電膜を形成する技術では、精度よく導電膜を成膜できる限界は約30μm程度と考えられる。
【0009】
長さLを30μm、電子のエネルギーEを1keV、電位差Vを10V、所望の偏向角θを30mradとして、式(1)に各値を代入して計算してみると、離隔dは約9μmとなる。30mradの偏向角θを実現できれば、例えば偏向器からターゲットまでの距離を5mmとして視野を300μmにすることができ、十分な偏向性能を有する偏向器となるが、離隔dが約9μmと非常に小さくなるため偏向電極133a乃至133hによる均一な電界領域が狭くなってしまい良好な偏向性能を得ることができず、しかも、電子ビーム装置に組み込む際には1μm以下という厳しい位置合わせ精度が必要となるため実用化には適さない。
【0010】
このように、提案されている技術では、長さLを容易に長くすることができないため、所望の偏向角θを得るためには離隔dを小さくしなければならず、このため偏向性能が悪く、組立時の位置合わせも困難であったため、実用に耐えうるものではなかった。そこで、半導体の微細加工技術を用いるとともに長さLを容易に長くできる技術が渇望されていた。
【0011】
本発明の目的は、小型でしかも偏向角が大きい偏向器及びその製造方法並びにその偏向器を用いた電子ビーム装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の基板を絶縁膜を介して貼り合わせてなり、電子ビームを通過するためのビーム通過孔が、前記基板の貼り合わせ面に対して平行に開口された偏向器であって、前記複数の基板に所定の電圧を印加することにより前記ビーム通過孔を通過する前記電子ビームを偏向することを特徴とする偏向器により達成される。これにより、ビーム通過孔を長く形成することができるので、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0013】
また、上記の偏向器において、前記ビーム通過孔の断面は、前記断面の中心点に対してほぼ点対称の形状を有し、前記ビーム通過孔内に露出した、前記基板によって構成される対向面同士がそれぞれほぼ平行であることが望ましい。
また、上記の偏向器において、前記絶縁膜は、前記ビーム通過孔に露出した前記基板の端部に対して凹んでいることが望ましい。
【0014】
また、上記目的は、第1の電極をなす第1の基板と、前記第1の基板上に第1の絶縁膜を介して形成され、第1の開口領域を隔てて第2及び第3の電極をなす第2の基板と、前記第2の基板上に第2の絶縁膜を介して形成され、前記第1の開口領域上の第2の開口領域を隔てて第4及び第5の電極をなす第3の基板と、前記第3の基板上に第3の絶縁膜を介して形成され、前記第2の開口領域上の第3の開口領域を隔てて第6及び第7の電極をなす第4の基板と、前記第4の基板上に第4の絶縁膜を介して形成され、第8の電極をなす第5の基板とを有し、前記第1乃至前記第3の開口領域より構成されるビーム通過孔を通過する電子ビームを、前記第1乃至第8の電極に電圧を加えることにより偏向することを特徴とする偏向器により達成される。これにより、ビーム通過孔を長く形成することができるので、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0015】
また、上記目的は、開口領域が形成された基板を含む複数の基板を絶縁膜を介して貼り合わせ、前記開口領域により構成され、前記基板の貼り合わせ面に対して平行な電子ビームを通過するためのビーム通過孔を形成することを特徴とする偏向器の製造方法により達成される。これにより、ビーム通過孔を長く形成することができるので、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0016】
また、上記目的は、第1の開口領域が形成された第1の基板と、第2の開口領域が形成された第2の基板と、第3の開口領域が形成された第3の基板とが順次絶縁膜を介して貼り合わされ、電子ビームを通過するためのビーム通過孔が前記第1乃至前記第3の開口領域より構成される偏向器の製造方法であって、前記第1の基板の前記所定の領域を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に向かって所定の角度に広がるように前記第1の開口領域を形成する第1開口領域形成工程と、所定の角度に広がる前記第1の開口領域の形状に合うように前記第2の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に対してほぼ垂直になるように前記第2の開口領域を形成する第2開口領域形成工程と、前記第3の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に向かって所定の角度に広がる第3の開口領域を前記第2の開口領域の形状に合うように形成する第3開口領域形成工程と、貼り合わされた前記複数の基板を、前記ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断する切断工程とを有することを特徴とする偏向器の製造方法により達成される。これにより、基板の面と平行にビーム通過孔を形成し、ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断するだけでビーム通過孔の長い偏向器を精度よく形成することができるので、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0017】
また、上記の偏向器の製造方法において、前記第2開口領域形成工程の前に、前記第2の開口領域と前記第3の開口領域とがほぼ合致するように前記第2の基板と前記第3の基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、前記第2の開口領域形成工程の後に、前記第2及び前記第3の基板の露出した面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程とを有し、前記第3の開口領域形成工程では、前記第2の開口領域に露出した前記絶縁膜をエッチングした後、前記第2の開口領域に露出した前記第3の基板を異方性エッチングして第3の開口領域を形成することが望ましい。
【0018】
また、上記の偏向器の製造方法において、前記第1及び前記第3の基板には、面方位(100)のシリコン基板を用い、前記第2の基板には、面方位(110)のシリコン基板を用い、前記異方性エッチングのエッチャントには、水酸化カリウム溶液を用いることが望ましい。
また、上記の偏向器の製造方法において、等方性エッチングにより、前記ビーム通過孔に露出した前記絶縁膜を前記ビーム通過孔に露出した前記基板の端部に対して凹むようにエッチングすることが望ましい。
【0019】
また、上記の偏向器の製造方法において、前記第1開口領域形成工程では、更に前記第1の基板に第1の位置合わせマークを形成し、前記第2開口領域形成工程では、更に前記第2の基板に第2の位置合わせマークを形成し、前記第1及び前記第2の位置合わせマークを用いて前記第1の基板と前記第2の基板との位置合わせを行い、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせることが望ましい。
【0020】
また、上記の偏向器の製造方法において、前記第1開口領域形成工程では、複数の前記第1の開口領域を形成し、前記第2開口領域形成工程では、複数の前記第2の開口領域を形成し、所定の前記第1及び前記第2の開口領域に位置合わせ用部材をはめ込んで前記第1の基板と前記第2の基板との位置合わせを行い、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせることが望ましい。
【0021】
また、上記の偏向器の製造方法において、前記位置合わせ用部材は、略円柱形状のファイバであることが望ましい。
また、上記の偏向器の製造方法において、前記位置合わせ用部材は略球形の部材であることが望ましい。
また、上記目的は、第1の電極となる第1の基板と、第1の開口領域が形成された第2の基板と、第2の開口領域が形成された第3の基板と、第3の開口領域が形成された第4の基板と、第8の電極となる第5の基板とが順次絶縁膜を介して貼り合わされ、電子ビームを通過するためのビーム通過孔が前記第1乃至前記第3の開口領域より構成されることを特徴とする偏向器の製造方法であって、前記第1の基板と前記第2の基板とを前記絶縁膜を介して貼り合わせる工程と、前記第2の基板の所定の領域を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板の表面に向かって所定の角度に広がるように前記第1の開口領域を形成して、前記第1の開口領域により隔てられた第2及び第3の電極を形成する工程とを有し、前記第1乃至前記第3の電極を有する第1の電極部品を形成する第1電極部品形成工程と、前記第3の基板と前記第4の基板と前記第5の基板とを前記絶縁膜を介して順次貼り合わせる工程と、前記第1の開口領域の形状に合うように前記第3の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第3の基板に対してほぼ垂直になるように前記第2の開口領域を形成して、前記第2の開口領域により隔てられた第4及び第5の電極を形成する工程と、前記第2の開口領域に露出した前記絶縁膜をエッチングする工程と、前記第2の開口領域に露出した前記第4の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第3の基板に向かって所定の角度に広がるように前記第3の開口領域を形成して、前記第3の開口領域により隔てられた第6及び第7の電極を形成する工程とを有し、前記第4乃至前記第8の電極を有する第2の電極部品を形成する第2電極部品形成工程と、前記第1電極部品と前記第2の電極部品とを貼り合わせる電極部品貼り合わせ工程と、貼り合わされた前記第1の電極部品と前記第2の電極部品とを、前記ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断する切断工程とを有することを特徴とする偏向器の製造方法により達成される。これにより、基板の面と平行にビーム通過孔を形成し、ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断するだけでビーム通過孔の長い偏向器を精度よく形成することができるので、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0022】
また、上記目的は、電子銃と、前記電子銃から放出される電子ビームを偏向する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偏向器とを有することを特徴とする電子ビーム装置により達成される。これにより、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を用いるので、小型の電子ビーム装置を提供することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による偏向器を図1乃至図8を用いて説明する。図1は、本実施形態による偏向器を示す斜視図である。図2乃至図8は、本実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図である。
【0024】
図1に示すように、本実施形態による偏向器10は、5枚のシリコン基板12、14、16、18、20を、シリコン酸化膜22、24、26、28を介して接合することにより構成されている。
シリコン基板14、16、18には、所定の開口領域がそれぞれ設けられており、電子ビームを通過するためのビーム通過孔30がこれら開口領域により構成されている。シリコン基板14の開口領域とシリコン基板18の開口領域は、シリコン基板16側に向かってテーパ状に広がるように形成されている。また、シリコン基板16の開口領域は、シリコン基板16に対して垂直に形成されている。
【0025】
ビーム通過孔30とシリコン酸化膜22、24、26、28とにより分離又は絶縁されたシリコン基板12、14、16、18、20は、ビーム通過孔30内に電界を発生するための偏向電極32a乃至32hを構成している。
偏向電極32a乃至32hは、それぞれ配線ライン34により電源36と接続されている。
【0026】
そして、このような偏向器10のビーム通過孔30に電子ビームを通過させ、偏向電極32a乃至32hに所定の電圧を印加すると、電子ビームを所望の偏向角θに偏向することができる。例えば、電子のエネルギーEが1keV、偏向電極間の離隔dを500乃至1000μm、偏向電極間に加える電位差Vを10V、偏向電極の電子ビームの進行方向の長さLを2乃至3mmとすれば、偏向角θが約30mradの偏向器10を提供することができる。
【0027】
次に、本実施形態による偏向器の製造方法を説明する。
本実施形態による偏向器の製造方法は、2種類の電極部品をそれぞれ形成した後、これら2種類の電極部品を接合して偏向器を形成することに特徴がある。
まず、一方の電極部品の製造方法を説明する。
図2(a)に示すように、一方の面に膜厚500nmのシリコン酸化膜52が形成された、厚さ245μm、面方位(100)のシリコン基板18を用意する。また、両面に膜厚500nmのシリコン酸化膜28、58が形成された、厚さ300μm、面方位(100)のシリコン基板20を用意する。
【0028】
次に、図2(b)に示すように、シリコン基板18とシリコン酸化膜28とを接合する。接合方法には、加熱することにより接合する直接接合法を用いてもよいし、電圧を印加しながら加熱することにより接合する陽極接合法を用いてもよい。シリコン基板18とシリコン酸化膜28との位置合わせは、外形による位置合わせでよい。
【0029】
次に、シリコン酸化膜52上に、長さ5mm、幅646μmのビーム通過孔30を形成するための開口部と、数μm幅の合わせマークを形成するための開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンをマスクとして、RIE(Reactive Ion Etching)によりシリコン酸化膜52をエッチングする。エッチングガスとしては、CF4とH2との混合ガスを用いる。そして、エッチング終了後、レジストパターンを除去する(図3(a)参照)。
【0030】
次に、エッチングされたシリコン酸化膜52をマスクとし、濃度49wt%、温度85℃のKOH水溶液を用いてシリコン基板18をエッチングする。約180分エッチングすると、シリコン酸化膜28の表面が露出するので、この時点でエッチングを停止する。KOH水溶液を用いたウエットエッチングでは(111)面を残すようにシリコン基板が異方的にエッチングされるので、シリコン基板18は、(111)面が露出するように54.7度の角度にエッチングされることになる。このようにして、シリコン基板18にテーパ状の開口領域62を形成することができる。またこのとき、シリコン基板18には合わせマーク64も形成される。合わせマーク64近傍のシリコン基板18では、(111)面が露出した時点でエッチングが止まるので、合わせマーク64が極端に大きくなるような問題は起こらない(図3(b)参照)。
【0031】
次に、BHF(Buffered Hydrogen Fluoride)溶液を用いて、露出しているシリコン酸化膜28、52、58を除去すると共に、シリコン酸化膜28を横方向にエッチングする。このとき、シリコン酸化膜28の端部が、シリコン基板18、20の端部に対して横方向に大きくエッチングされるように、エッチング時間を長めにすることが望ましい。このようにシリコン酸化膜28の端部をシリコン基板18、20の端部に対して凹ませることにより、ビーム通過孔30を電子ビームが通過した際にシリコン酸化膜28に電荷がチャージアップするのを防止することができる(図3(c)参照)。
【0032】
このようにして、電極部品66を形成する。
次に、他方の電極部品の製造方法を説明する。
図4(a)に示すように、両面に膜厚500nmのシリコン酸化膜26、24が形成された、厚さ300μm、面方位(110)のシリコン基板16を用意する。また、面方位(100)のベアのシリコン基板14を用意する。また、両面に膜厚500nmのシリコン酸化膜22、82が形成された、厚さ300μm、面方位(100)のシリコン基板12を用意する。このとき、シリコン基板12、14は、後工程でシリコン基板16に形成する合わせマークを覆うことがないよう、シリコン基板16より小さい形状であることが望ましい。
【0033】
次に、図4(b)に示すように、シリコン酸化膜24とシリコン基板14、及びシリコン基板14とシリコン酸化膜22とを、直接接合法によりそれぞれ接合する。なお、接合方法としては、直接接合法のみならず、陽極接合法等を用いてもよい。
次に、図4(c)に示すように、シリコン酸化膜26上に、CVD(Chemical vapor deposition)法により、膜厚1.5μmのSi3N4膜84を形成する。
【0034】
次に、Si3N4膜84上に、長さ5mm、幅646μmのビーム通過孔30を形成するための開口部と、数μm幅の合わせマークを形成するための開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンをマスクとして、RIEによりSi3N4膜84とシリコン酸化膜26とをエッチングする。エッチングガスとしては、CF4とH2との混合ガスを用いる。そして、エッチング終了後、レジストパターンを除去する(図5(a)参照)。
【0035】
次に、エッチングされたSi3N4膜84とシリコン酸化膜26とをマスクとし、濃度49wt%、温度85℃のKOH水溶液を用いてシリコン基板16をエッチングする。約150分エッチングすると、シリコン酸化膜24の表面が露出するので、この時点でエッチングを停止する。KOH水溶液を用いたウエットエッチングでは(111)面を残すようにシリコン基板が異方的にエッチングされるので、面方位(100)のシリコン基板ではシリコン基板に対してテーパ状にエッチングされ、面方位(110)のシリコン基板ではシリコン基板に対して垂直にエッチングされる。シリコン基板16の面方位は(110)であるため、シリコン基板16に対して垂直にエッチングされることになる。このようにして、シリコン基板16に開口領域86を形成することができる。またこのとき、シリコン基板16には合わせマーク88も形成される。合わせマーク88は、(111)面を露出するようにエッチングされるので、シリコン基板16に対して垂直な合わせマーク88を形成することができる(図5(b)参照)。
【0036】
次に、図5(c)に示すように、露出しているシリコン基板12、14、16の表面に膜厚500nmのシリコン酸化膜90を形成する。
次に、Si3N4膜84をマスクとして、RIEによりシリコン酸化膜24をエッチングする。エッチングガスとしては、CF4とH2との混合ガスを用いる(図6(a)参照)。
【0037】
次に、シリコン酸化膜24、82、90とSi3N4膜84とをマスクとして、濃度49wt%、温度85℃のKOH水溶液を用いてシリコン基板14をエッチングする。約180分エッチングすると、シリコン酸化膜22の表面が露出するので、この時点でエッチングを停止する。このとき、シリコン基板14は、(111)面が露出するように54.7度の角度にエッチングされる。このようにして、シリコン基板14にテーパ状の開口領域92を形成することができる。なお、シリコン基板12、14、16は、開口領域86に露出したシリコン基板14の表面以外の露出した表面にシリコン酸化膜24、82、90が形成されているため、KOH水溶液によりエッチングされてしまうことはない(図6(b)参照)。
【0038】
次に、BHF溶液を用いて、シリコン酸化膜22、24、82、90を除去すると共に、シリコン酸化膜22、24、26を横方向にエッチングする(図6(c)参照)。このとき、シリコン酸化膜22、24、26の端部が、シリコン基板12、14、16の端部に対して横方向に大きくエッチングされるように、エッチング時間を長めにすることが望ましい。このようにシリコン酸化膜22、24、26の端部をシリコン基板12、14、16の端部に対して凹ませることにより、ビーム通過孔30を電子ビームが通過した際にシリコン酸化膜22、24、26に電荷がチャージアップするのを防止することができる。
【0039】
次に、燐酸を用いてSi3N4膜84を除去し、電極部品94とする(図6(d)参照)。
このようにして形成した電極部品66と電極部品94とを用意し(図7(a)参照)、合わせマーク64と合わせマーク88とを用いて位置合わせを行い、シリコン酸化膜26とシリコン基板18とを直接接合法により接合する。なお、接合方法としては、直接接合法のみならず、陽極接合法等を用いてもよい。このように、電極部品66と電極部品94とを接合すると、開口領域62、86、92より成るビーム通過孔30が形成される(図7(b)参照)。
【0040】
次に、ダイシングソーを用いて、シリコン基板12、14、16、18、20、及びシリコン酸化膜22、24、26、28を幅約2mmに切断すると、8個の偏向電極32a乃至32hを有する偏向器を形成することができる(図8参照)。
このように、本実施形態によれば、シリコン基板の面と平行にビーム通過孔を形成し、ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断するだけでよいので、ビーム通過孔の長い偏向器を精度よく形成することができる。このため、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を提供することができる。
【0041】
また、本実施形態による小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を用いれば、小型の電子ビーム装置を提供することができる。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による偏向器を図9乃至図11を用いて説明する。図9は、本実施形態による偏向器の製造方法における開口領域の平面レイアウトを示す上面図である。図10及び図11は、本実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図である。図1乃至図8に示す第1実施形態による偏向器と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0042】
本実施形態による偏向器は第1実施形態による偏向器と同様であるが、本実施形態では、偏向器の製造方法が第1実施形態による偏向器の製造方法と異なる。本実施形態による偏向器の製造方法は、電極部品66と電極部品94とを接合する際の位置合わせの方法に特徴がある。
本実施形態の偏向器の製造方法は、複数の偏向器を同時に形成すること、合わせマーク64、88を形成しないこと、及びグラスファイバを複数の開口領域にはめ込んで位置合わせをすることの他は第1実施形態による偏向器の製造方法と同様である。
【0043】
本実施形態では、電極部品66の開口領域62、62aを図9に示すようにレイアウトする。なお、開口領域62aは、開口領域62と同様の形状で4カ所に形成する。
また、電極部品94の開口領域86、86a、92、92aを図9と同様にレイアウトする。後工程での位置合わせの際には、開口領域86、92は開口領域62に対向し、開口領域86a、92aは開口領域62aに対向する。
【0044】
このようにして形成された電極部品66の開口領域62aに、φ646μmのグラスファイバ96を配置し、陽極接合法によりグラスファイバ96をシリコン基板18に接合する(図10参照)。
次に、電極部品94の開口領域86a、92aにグラスファイバ96を合致させ、電極部品66と電極部品94とを接合する(図11(a)参照)。
【0045】
次に、所定の形状に切断すると、複数の偏向器10を形成することができる(図11(b)参照)。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態による偏向器を図12乃至図14を用いて説明する。図12は、本実施形態による偏向器の製造方法における開口領域の平面レイアウトを示す上面図である。図13及び図14は、本実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図である。図1乃至図11に示す第1又は第2実施形態による偏向器と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【0046】
本実施形態による偏向器は第2実施形態による偏向器と同様であり、本実施形態の製造方法は、開口領域62a、86a、92aの形状が異なること、及び電極部品66と電極部品94とを位置合わせする際にグラスファイバを用いずにガラス球を用いることの他は第2実施形態と同様である。
本実施形態では、電極部品66の開口領域62、62aを図12に示すようにレイアウトする。図12に示すように、開口領域62の形状は第2実施形態と同様とし、開口領域62aの形状は長さ2mm、幅646μmとする。開口領域62aの長さを第2実施形態より短くしたので、ガラス球を用いて位置合わせを行っても位置合わせのずれを小さくすることができる。
【0047】
また、電極部品94の開口領域86、86a、92、92aを図12と同様にレイアウトする。後工程での位置合わせの際には、開口領域86、92は開口領域62に対向し、開口領域86a、92aは開口領域62aに対向する。
このようにして形成された電極部品66の開口領域62aに、φ646μmのガラス球102を配置し、陽極接合法によりガラス球102をシリコン基板18に接合する(図13参照)。
【0048】
次に、電極部品94の開口領域86a、92aにガラス球102を合致させ、電極部品66と電極部品94とを接合する(図14(a)参照)。
次に、所定の形状に切断すると、複数の偏向器10を形成することができる(図14(b)参照)。
[変形実施形態]
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【0049】
例えば、第2又は第3実施形態において、位置合わせをするために電極部品の開口領域にはめ込む部材は、グラスファイバやガラス球に限定されるものではなく、シリコン基板に接合しやすい材料ならばいかなる材料を用いてもよい。
また、第2又は第3実施形態において、位置合わせに用いる開口領域の形状は、長方形に限らず多角形や円形等でもよい。
【0050】
また、第1乃至第3実施形態において、1個の偏向器が有する偏向電極の数は8個に限定されるものではなく、偏向電極に電圧を印加したときに所望の偏向角θを得られるならば偏向電極の数はいくつでもよい。例えば、3枚の基板を貼り合わせることにより、4重極電極を形成することができる。
また、第2又は第3実施形態において、位置合わせをするための部材をはめ込む箇所は4カ所に限定されるものではなく、複数の箇所にはめ込めば位置合わせをすることができる。
【0051】
また、第1乃至第3実施形態に示された偏向器は、電子ビームを偏向するのみならず、電子ビーム以外の荷電粒子ビーム等を偏向することも可能である。
【0052】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、シリコン基板の面と平行にビーム通過孔を形成し、ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断するだけでよいので、ビーム通過孔の長い偏向器を精度よく形成することができる。これにより、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器及びその製造方法を提供することができる。シリコン基板の面と平行にビーム通過孔を形成し、ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断するだけでよいので、ビーム通過孔の長い偏向器を精度よく形成することができる。これにより、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器及びその製造方法を提供することができる。
【0053】
また、本発明によれば、小型でしかも偏向角θの大きい偏向器を用いて小型の電子ビーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による偏向器を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その1)である。
【図3】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その2)である。
【図4】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その3)である。
【図5】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その4)である。
【図6】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その5)である。
【図7】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その6)である。
【図8】本発明の第1実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その7)である。
【図9】本発明の第2実施形態による偏向器の製造方法における開口領域の平面レイアウトを示す上面図である。
【図10】本発明の第2実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その1)である。
【図11】本発明の第2実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その2)である。
【図12】本発明の第3実施形態による偏向器の製造方法における開口領域の平面レイアウトを示す上面図である。
【図13】本発明の第3実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その1)である。
【図14】本発明の第3実施形態による偏向器の製造方法を示す工程断面図(その2)である。
【図15】電子ビーム装置の概念図である。
【図16】提案されている偏向器を示す上面図及びA−A′線断面図である。
【符号の説明】
10…偏向器
12、14、16、18、20…シリコン基板
22、24、26、28…シリコン酸化膜
30…ビーム通過孔
32a乃至32h…偏向電極
34…配線ライン
36…電源
52、58…シリコン酸化膜
62、62a…開口領域
64…合わせマーク
66…電極部品
82…シリコン酸化膜
84…Si3N4膜
86、86a…開口領域
88…合わせマーク
90…シリコン酸化膜
92、92a…開口領域
94…電極部品
96…グラスファイバ
102…ガラス球
109…偏向器
110…偏向器
111…半導体基板
130…ビーム通過孔
132a乃至132h…偏向電極
133a乃至133h…偏向電極
200…電子銃
201…ビーム通過孔
202…ターゲット
d…偏向電極間の離隔
L…電子ビームの進行方向の長さ
θ…偏向角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a deflector that deflects an electron beam by applying an electric field to the electron beam, a method for manufacturing the deflector, and an electron beam apparatus, and more particularly, a small deflector having a large deflection angle, a method for manufacturing the deflector, and an electron using the deflector. The present invention relates to a beam device.
[0002]
[Prior art]
The electron beam device irradiates an electron beam at a desired position on a target by deflecting the electron beam emitted from the electron gun using a deflector.
An outline of the electron beam apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a conceptual diagram of an electron beam apparatus.
[0003]
As shown in FIG. 15, the
[0004]
An electron beam emitted from the
θ = (V × L) / (E × d) (1)
Can be expressed as
[0005]
By the way, it is desirable that the
[0006]
Conventionally, a deflector capable of realizing a desired deflection angle θ has been provided by forming the deflector using a machining technique.
However, since it is difficult to perform fine processing with the machining technique, the conventional deflector formed by using the machining technique has a large shape of 5 to 10 mm. In recent years, downsizing of a deflector has been demanded in order to realize a small electron beam apparatus. Therefore, a technique for forming a deflector using a microfabrication technique for a semiconductor, a technique for forming a thick conductive film on a semiconductor substrate, or the like has been proposed.
[0007]
The proposed deflector will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a top view and a cross-sectional view along line AA ′ showing the proposed deflector.
In the proposed
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the proposed technique attempts to increase the length L of the
[0009]
Assuming that the length L is 30 μm, the electron energy E is 1 keV, the potential difference V is 10 V, and the desired deflection angle θ is 30 mrad, calculation is performed by substituting each value into Equation (1), and the separation d is about 9 μm. Become. If a deflection angle θ of 30 mrad can be realized, for example, the distance from the deflector to the target can be 5 mm, the field of view can be 300 μm, and the deflector has sufficient deflection performance, but the separation d is as small as about 9 μm. Therefore, the uniform electric field region by the
[0010]
As described above, in the proposed technique, the length L cannot be easily increased. Therefore, in order to obtain a desired deflection angle θ, the distance d must be reduced, and therefore the deflection performance is poor. Alignment at the time of assembly was difficult, so it was not practical. Therefore, there has been a strong demand for a technique that can easily increase the length L while using a semiconductor microfabrication technique.
[0011]
An object of the present invention is to provide a small deflector having a large deflection angle, a manufacturing method thereof, and an electron beam apparatus using the deflector.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above object is a deflector in which a plurality of substrates are bonded through an insulating film, and a beam passage hole for passing an electron beam is opened in parallel to the bonding surface of the substrate, This is achieved by a deflector that deflects the electron beam passing through the beam passage hole by applying a predetermined voltage to the plurality of substrates. Thereby, since the beam passage hole can be formed long, it is possible to provide a small deflector having a large deflection angle θ.
[0013]
In the deflector described above, the cross section of the beam passage hole has a substantially point-symmetric shape with respect to a center point of the cross section, and is an opposing surface constituted by the substrate exposed in the beam passage hole. It is desirable that they are substantially parallel to each other.
In the deflector, it is preferable that the insulating film is recessed with respect to an end portion of the substrate exposed in the beam passage hole.
[0014]
In addition, the object is to form a first substrate that forms a first electrode, a first insulating film on the first substrate, and a second and third electrodes across a first opening region. A second substrate forming an electrode, and a fourth and fifth electrode formed on the second substrate via a second insulating film, with a second opening region on the first opening region being separated A sixth substrate formed on the third substrate via a third insulating film, with a third opening region on the second opening region separated by a third opening region A fourth substrate formed on the fourth substrate via a fourth insulating film, and a fifth substrate forming an eighth electrode, wherein the first to third opening regions are provided. An electron beam passing through a beam passing hole constituted by the deflector is deflected by applying a voltage to the first to eighth electrodes. It is. Thereby, since the beam passage hole can be formed long, it is possible to provide a small deflector having a large deflection angle θ.
[0015]
Another object of the present invention is to bond a plurality of substrates including a substrate in which an opening region is formed via an insulating film, and is configured by the opening region, and passes an electron beam parallel to the bonding surface of the substrate. This is achieved by a method of manufacturing a deflector characterized in that a beam passage hole is formed. Thereby, since the beam passage hole can be formed long, it is possible to provide a small deflector having a large deflection angle θ.
[0016]
In addition, the object is to provide a first substrate in which a first opening region is formed, a second substrate in which a second opening region is formed, and a third substrate in which a third opening region is formed. Are sequentially bonded through an insulating film, and a method of manufacturing a deflector in which a beam passage hole for passing an electron beam is configured by the first to third opening regions, A first opening region forming step of anisotropically etching the predetermined region and forming the first opening region so that a surface exposed by the etching spreads at a predetermined angle toward the second substrate; The second substrate is anisotropically etched so as to conform to the shape of the first opening region extending at an angle, and the surface exposed by the etching is substantially perpendicular to the second substrate. Second opening region forming process for forming two opening regions Then, the third substrate is anisotropically etched, and a third opening region whose surface exposed by the etching is spread at a predetermined angle toward the second substrate matches the shape of the second opening region. And a cutting step of cutting the bonded substrates so that the length of the beam passage hole is a predetermined length. This is achieved by the manufacturing method. Accordingly, a deflector having a long beam passage hole can be formed with high accuracy simply by forming the beam passage hole in parallel with the surface of the substrate and cutting the beam passage hole to have a predetermined length. Therefore, a small deflector having a large deflection angle θ can be provided.
[0017]
In the method for manufacturing a deflector, the second substrate and the second opening region may be substantially matched with each other before the second opening region forming step. A substrate bonding step for bonding the third substrate and an oxide film forming step for forming an oxide film on the exposed surfaces of the second and third substrates after the second opening region forming step. In the third opening region forming step, after the insulating film exposed in the second opening region is etched, the third substrate exposed in the second opening region is anisotropically etched. It is desirable to form the third opening region.
[0018]
In the above-described deflector manufacturing method, a silicon substrate having a plane orientation (100) is used as the first and third substrates, and a silicon substrate having a plane orientation (110) is used as the second substrate. It is desirable to use a potassium hydroxide solution as an etchant for the anisotropic etching.
Further, in the above method of manufacturing a deflector, the insulating film exposed in the beam passage hole may be etched so as to be recessed with respect to the end portion of the substrate exposed in the beam passage hole by isotropic etching. desirable.
[0019]
In the deflector manufacturing method, in the first opening region forming step, a first alignment mark is further formed on the first substrate, and in the second opening region forming step, the second opening region forming step is further performed. A second alignment mark is formed on the substrate, and the first substrate and the second substrate are aligned using the first and second alignment marks, and the first substrate And the second substrate are preferably bonded together.
[0020]
In the deflector manufacturing method, a plurality of the first opening regions are formed in the first opening region forming step, and a plurality of the second opening regions are formed in the second opening region forming step. Forming an alignment member into predetermined first and second opening regions to align the first substrate with the second substrate, and then aligning the first substrate with the second substrate. It is desirable to attach the substrate.
[0021]
In the above method for manufacturing a deflector, the alignment member is preferably a substantially cylindrical fiber.
In the method for manufacturing a deflector, it is preferable that the positioning member is a substantially spherical member.
In addition, the object is to provide a first substrate to be a first electrode, a second substrate in which a first opening region is formed, a third substrate in which a second opening region is formed, and a third substrate. The fourth substrate in which the opening region is formed and the fifth substrate to be the eighth electrode are sequentially bonded via an insulating film, and the beam passage hole for passing the electron beam has the first to the above-mentioned A method of manufacturing a deflector comprising a third opening region, the step of bonding the first substrate and the second substrate through the insulating film, and the second A predetermined region of the substrate is anisotropically etched, the first opening region is formed so that a surface exposed by the etching spreads at a predetermined angle toward the surface of the second substrate, and the first opening region is formed. Forming a second and a third electrode separated by an opening region of A first electrode component forming step of forming a first electrode component having first to third electrodes, and the third substrate, the fourth substrate, and the fifth substrate through the insulating film. The third substrate is anisotropically etched so as to match the shape of the first opening region, and the surface exposed by the etching is substantially perpendicular to the third substrate. Forming the second opening region and forming the fourth and fifth electrodes separated by the second opening region, and etching the insulating film exposed in the second opening region And anisotropically etching the fourth substrate exposed in the second opening region, and the third opening is formed so that a surface exposed by the etching spreads at a predetermined angle toward the third substrate. Forming a region in the third opening region; Forming a sixth electrode and a seventh electrode separated from each other, a second electrode component forming step for forming a second electrode component having the fourth to eighth electrodes, and the first electrode The electrode component bonding step of bonding the electrode component and the second electrode component, and the bonded first electrode component and second electrode component, the length of the beam passage hole being a predetermined length It has the cutting process cut | disconnected so that it may become, It achieves by the manufacturing method of the deflector characterized by the above-mentioned. Accordingly, a deflector having a long beam passage hole can be formed with high accuracy simply by forming the beam passage hole in parallel with the surface of the substrate and cutting the beam passage hole to have a predetermined length. Therefore, a small deflector having a large deflection angle θ can be provided.
[0022]
The object is achieved by an electron beam apparatus comprising: an electron gun; and the deflector according to any one of claims 1 to 4, which deflects an electron beam emitted from the electron gun. Is done. Thereby, a small deflector having a large deflection angle θ is used, so that a small electron beam apparatus can be provided.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
A deflector according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a deflector according to the present embodiment. 2 to 8 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the deflector according to the present embodiment.
[0024]
As shown in FIG. 1, the
The silicon substrates 14, 16, and 18 are provided with predetermined opening regions, respectively, and a
[0025]
The silicon substrates 12, 14, 16, 18, 20 separated or insulated by the
The
[0026]
The electron beam can be deflected to a desired deflection angle θ by passing the electron beam through the
[0027]
Next, the method for manufacturing the deflector according to the present embodiment will be described.
The deflector manufacturing method according to the present embodiment is characterized in that after two types of electrode parts are formed, these two types of electrode parts are joined to form a deflector.
First, the manufacturing method of one electrode component is demonstrated.
As shown in FIG. 2A, a
[0028]
Next, as shown in FIG. 2B, the
[0029]
Next, a resist pattern having an opening for forming a
[0030]
Next, using the etched
[0031]
Next, the exposed
[0032]
In this way, the
Next, a method for manufacturing the other electrode component will be described.
As shown in FIG. 4A, a
[0033]
Next, as shown in FIG. 4B, the
Next, as shown in FIG. 4C, a Si film having a thickness of 1.5 μm is formed on the
[0034]
Next, Si Three N Four On the
[0035]
Next, etched Si Three N Four Using the
[0036]
Next, as shown in FIG. 5C, a
Next, Si Three N Four Using the
[0037]
Next, the
[0038]
Next, the
[0039]
Next, using phosphoric acid, Si Three N Four The
The
[0040]
Next, when the
As described above, according to the present embodiment, the beam passage hole is formed in parallel to the surface of the silicon substrate, and it is only necessary to cut the beam passage hole so as to have a predetermined length. Can be formed with high accuracy. Therefore, a small deflector having a large deflection angle θ can be provided.
[0041]
In addition, if a small deflector with a large deflection angle θ according to the present embodiment is used, a small electron beam apparatus can be provided.
[Second Embodiment]
A deflector according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a top view showing a planar layout of the opening region in the deflector manufacturing method according to the present embodiment. 10 and 11 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the deflector according to the present embodiment. The same components as those in the deflector according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
[0042]
The deflector according to the present embodiment is the same as the deflector according to the first embodiment, but in this embodiment, the method of manufacturing the deflector is different from the method of manufacturing the deflector according to the first embodiment. The manufacturing method of the deflector according to the present embodiment is characterized in the alignment method when the
The manufacturing method of the deflector according to the present embodiment is that a plurality of deflectors are formed at the same time, the alignment marks 64 and 88 are not formed, and the glass fiber is fitted into the plurality of opening regions for alignment. This is the same as the deflector manufacturing method according to the first embodiment.
[0043]
In the present embodiment, the opening
Further, the opening
[0044]
A
Next, the
[0045]
Next, by cutting into a predetermined shape, a plurality of
[Third Embodiment]
A deflector according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a top view showing a planar layout of the opening region in the deflector manufacturing method according to the present embodiment. 13 and 14 are process cross-sectional views showing the deflector manufacturing method according to the present embodiment. The same components as those in the deflector according to the first or second embodiment shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
[0046]
The deflector according to the present embodiment is the same as the deflector according to the second embodiment, and the manufacturing method of the present embodiment is different in the shapes of the
In this embodiment, the opening
[0047]
Further, the opening
A
[0048]
Next, the
Next, a plurality of
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
[0049]
For example, in the second or third embodiment, the member fitted into the opening region of the electrode component for alignment is not limited to glass fiber or glass sphere, but any material that can be easily bonded to the silicon substrate is used. Materials may be used.
In the second or third embodiment, the shape of the opening region used for alignment is not limited to a rectangle, but may be a polygon or a circle.
[0050]
In the first to third embodiments, the number of deflection electrodes included in one deflector is not limited to eight, and a desired deflection angle θ can be obtained when a voltage is applied to the deflection electrodes. If so, the number of deflection electrodes may be any number. For example, a quadrupole electrode can be formed by bonding three substrates.
Further, in the second or third embodiment, the number of places where the member for positioning is fitted is not limited to four, and the positioning can be achieved by fitting in a plurality of places.
[0051]
Further, the deflectors shown in the first to third embodiments can deflect not only the electron beam but also a charged particle beam other than the electron beam.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is only necessary to form the beam passage hole parallel to the surface of the silicon substrate and cut the beam passage hole so that the length of the beam passage hole becomes a predetermined length. A long deflector can be formed with high accuracy. Thereby, it is possible to provide a small deflector having a large deflection angle θ and a manufacturing method thereof. Since it is only necessary to form a beam passage hole parallel to the surface of the silicon substrate and cut the length of the beam passage hole to a predetermined length, it is possible to accurately form a deflector having a long beam passage hole. it can. Thereby, it is possible to provide a small deflector having a large deflection angle θ and a manufacturing method thereof.
[0053]
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a small electron beam apparatus using a small deflector having a large deflection angle θ.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a deflector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a process cross-sectional view (No. 1) showing the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a process cross-sectional view (part 2) showing the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a process cross-sectional view (part 3) illustrating the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a process cross-sectional view (part 4) illustrating the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a process cross-sectional view (part 5) illustrating the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a process cross-sectional view (part 6) illustrating the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a process cross-sectional view (part 7) illustrating the deflector manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a top view showing a planar layout of an opening region in the deflector manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the deflector manufacturing method according to the second embodiment of the invention;
FIG. 11 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the deflector manufacturing method according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a top view showing a planar layout of an opening region in the deflector manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the deflector manufacturing method according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the deflector manufacturing method according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a conceptual diagram of an electron beam apparatus.
FIGS. 16A and 16B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA ′ showing the proposed deflector. FIGS.
[Explanation of symbols]
10. Deflector
12, 14, 16, 18, 20 ... silicon substrate
22, 24, 26, 28 ... silicon oxide film
30 ... Beam passage hole
32a thru 32h ... deflection electrode
34 ... Wiring line
36 ... Power supply
52, 58 ... silicon oxide film
62, 62a ... opening area
64 ... alignment mark
66 ... Electrode parts
82 ... Silicon oxide film
84 ... Si Three N Four film
86, 86a ... Opening area
88 ... Alignment mark
90 ... Silicon oxide film
92, 92a ... Opening area
94 ... Electrode parts
96 ... glass fiber
102 ... Glass sphere
109: Deflector
110: deflector
111 ... Semiconductor substrate
130: Beam passage hole
132a to 132h: deflection electrode
133a thru 133h ... deflection electrode
200 ... electron gun
201: Beam passage hole
202 ... Target
d: Separation between deflection electrodes
L: Length of electron beam in the direction of travel
θ: Deflection angle
Claims (15)
前記ビーム通過孔の断面は、前記断面の中心点に対してほぼ点対称の形状を有し、
前記ビーム通過孔内に露出した、前記基板によって構成される対向面同士がそれぞれほぼ平行であることを特徴とする偏向器。The deflector according to claim 1.
The cross section of the beam passage hole has a substantially point-symmetric shape with respect to the center point of the cross section,
2. The deflector according to claim 1, wherein the opposing surfaces constituted by the substrate exposed in the beam passage hole are substantially parallel to each other.
前記絶縁膜は、前記ビーム通過孔に露出した前記基板の端部に対して凹んでいることを特徴とする偏向器。The deflector according to claim 1 or 2,
The deflector according to claim 1, wherein the insulating film is recessed with respect to an end portion of the substrate exposed to the beam passage hole.
前記第1の基板上に第1の絶縁膜を介して形成され、第1の開口領域を隔てて第2及び第3の電極をなす第2の基板と、
前記第2の基板上に第2の絶縁膜を介して形成され、前記第1の開口領域上の第2の開口領域を隔てて第4及び第5の電極をなす第3の基板と、
前記第3の基板上に第3の絶縁膜を介して形成され、前記第2の開口領域上の第3の開口領域を隔てて第6及び第7の電極をなす第4の基板と、
前記第4の基板上に第4の絶縁膜を介して形成され、第8の電極をなす第5の基板とを有し、
前記第1乃至前記第3の開口領域より構成されるビーム通過孔を通過する電子ビームを、前記第1乃至第8の電極に電圧を加えることにより偏向することを特徴とする偏向器。A first substrate forming a first electrode;
A second substrate formed on the first substrate via a first insulating film and forming second and third electrodes across a first opening region;
A third substrate formed on the second substrate via a second insulating film and forming fourth and fifth electrodes across the second opening region on the first opening region;
A fourth substrate formed on the third substrate via a third insulating film and forming sixth and seventh electrodes across the third opening region on the second opening region;
A fifth substrate formed on the fourth substrate via a fourth insulating film and forming an eighth electrode;
A deflector for deflecting an electron beam passing through a beam passage formed of the first to third aperture regions by applying a voltage to the first to eighth electrodes.
前記第1の基板の前記所定の領域を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に向かって所定の角度に広がるように前記第1の開口領域を形成する第1開口領域形成工程と、
所定の角度に広がる前記第1の開口領域の形状に合うように前記第2の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に対してほぼ垂直になるように前記第2の開口領域を形成する第2開口領域形成工程と、
前記第3の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板に向かって所定の角度に広がる第3の開口領域を前記第2の開口領域の形状に合うように形成する第3開口領域形成工程と、
貼り合わされた前記複数の基板を、前記ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断する切断工程と
を有することを特徴とする偏向器の製造方法。The first substrate in which the first opening region is formed, the second substrate in which the second opening region is formed, and the third substrate in which the third opening region is formed sequentially through the insulating film A beam passing hole for passing an electron beam is composed of the first to third aperture regions,
A first opening for forming the first opening region by anisotropically etching the predetermined region of the first substrate and having a surface exposed by the etching spread at a predetermined angle toward the second substrate. A region forming step;
The second substrate is anisotropically etched so as to conform to the shape of the first opening region spreading at a predetermined angle, and the surface exposed by the etching is substantially perpendicular to the second substrate. A second opening region forming step of forming a second opening region;
The third substrate is anisotropically etched, and a third opening region whose surface exposed by etching is spread at a predetermined angle toward the second substrate is formed so as to match the shape of the second opening region. A third opening region forming step,
And a cutting step of cutting the bonded substrates so that the length of the beam passage hole is a predetermined length.
前記第2開口領域形成工程の前に、前記第2の開口領域と前記第3の開口領域とがほぼ合致するように前記第2の基板と前記第3の基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
前記第2の開口領域形成工程の後に、前記第2及び前記第3の基板の露出した面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程とを有し、
前記第3の開口領域形成工程では、前記第2の開口領域に露出した前記絶縁膜をエッチングした後、前記第2の開口領域に露出した前記第3の基板を異方性エッチングして第3の開口領域を形成することを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to claim 6,
A substrate bonding step of bonding the second substrate and the third substrate so that the second opening region and the third opening region substantially match before the second opening region forming step. When,
An oxide film forming step of forming an oxide film on the exposed surfaces of the second and third substrates after the second opening region forming step;
In the third opening region forming step, the insulating film exposed in the second opening region is etched, and then the third substrate exposed in the second opening region is anisotropically etched. The manufacturing method of the deflector characterized by forming the opening area | region of this.
前記第1及び前記第3の基板には、面方位(100)のシリコン基板を用い、前記第2の基板には、面方位(110)のシリコン基板を用い、
前記異方性エッチングのエッチャントには、水酸化カリウム溶液を用いることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to claim 6 or 7,
For the first and third substrates, a silicon substrate having a plane orientation (100) is used, and for the second substrate, a silicon substrate having a plane orientation (110) is used.
A method of manufacturing a deflector using a potassium hydroxide solution as an etchant for the anisotropic etching.
等方性エッチングにより、前記ビーム通過孔に露出した前記絶縁膜を前記ビーム通過孔に露出した前記基板の端部に対して凹むようにエッチングすることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to any one of claims 5 to 8,
A method of manufacturing a deflector, wherein the insulating film exposed in the beam passage hole is etched by isotropic etching so as to be recessed with respect to an end portion of the substrate exposed in the beam passage hole.
前記第1開口領域形成工程では、更に前記第1の基板に第1の位置合わせマークを形成し、
前記第2開口領域形成工程では、更に前記第2の基板に第2の位置合わせマークを形成し、
前記第1及び前記第2の位置合わせマークを用いて前記第1の基板と前記第2の基板との位置合わせを行い、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to any one of claims 7 to 9,
In the first opening region forming step, a first alignment mark is further formed on the first substrate,
In the second opening region forming step, a second alignment mark is further formed on the second substrate,
The first substrate and the second substrate are aligned using the first and second alignment marks, and the first substrate and the second substrate are bonded to each other. A manufacturing method of a deflector.
前記第1開口領域形成工程では、複数の前記第1の開口領域を形成し、
前記第2開口領域形成工程では、複数の前記第2の開口領域を形成し、
所定の前記第1及び前記第2の開口領域に位置合わせ用部材をはめ込んで前記第1の基板と前記第2の基板との位置合わせを行い、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to any one of claims 7 to 9,
In the first opening region forming step, a plurality of the first opening regions are formed,
In the second opening region forming step, a plurality of the second opening regions are formed,
An alignment member is fitted into the predetermined first and second opening regions to align the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate The manufacturing method of the deflector characterized by sticking together.
前記位置合わせ用部材は、略円柱形状のファイバであることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to claim 11,
The method for manufacturing a deflector, wherein the alignment member is a substantially cylindrical fiber.
前記位置合わせ用部材は略球形の部材であることを特徴とする偏向器の製造方法。In the manufacturing method of the deflector according to claim 11,
The deflector manufacturing method, wherein the alignment member is a substantially spherical member.
前記第1の基板と前記第2の基板とを前記絶縁膜を介して貼り合わせる工程と、前記第2の基板の所定の領域を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第2の基板の表面に向かって所定の角度に広がるように前記第1の開口領域を形成して、前記第1の開口領域により隔てられた第2及び第3の電極を形成する工程とを有し、前記第1乃至前記第3の電極を有する第1の電極部品を形成する第1電極部品形成工程と、
前記第3の基板と前記第4の基板と前記第5の基板とを前記絶縁膜を介して順次貼り合わせる工程と、前記第1の開口領域の形状に合うように前記第3の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第3の基板に対してほぼ垂直になるように前記第2の開口領域を形成して、前記第2の開口領域により隔てられた第4及び第5の電極を形成する工程と、前記第2の開口領域に露出した前記絶縁膜をエッチングする工程と、前記第2の開口領域に露出した前記第4の基板を異方性エッチングし、エッチングにより露出した面が前記第3の基板に向かって所定の角度に広がるように前記第3の開口領域を形成して、前記第3の開口領域により隔てられた第6及び第7の電極を形成する工程とを有し、前記第4乃至前記第8の電極を有する第2の電極部品を形成する第2電極部品形成工程と、
前記第1電極部品と前記第2の電極部品とを貼り合わせる電極部品貼り合わせ工程と、
貼り合わされた前記第1の電極部品と前記第2の電極部品とを、前記ビーム通過孔の長さが所定の長さになるように切断する切断工程と
を有することを特徴とする偏向器の製造方法。A first substrate to be a first electrode, a second substrate in which a first opening region is formed, a third substrate in which a second opening region is formed, and a third opening region are formed. The fourth substrate and the fifth substrate to be the eighth electrode are sequentially bonded via an insulating film, and a beam passage hole for passing an electron beam is formed from the first to third opening regions. A method of manufacturing a deflector comprising:
The step of bonding the first substrate and the second substrate through the insulating film, anisotropic etching of a predetermined region of the second substrate, and the surface exposed by the etching is the second Forming the first opening region so as to spread at a predetermined angle toward the surface of the substrate, and forming the second and third electrodes separated by the first opening region; A first electrode component forming step of forming a first electrode component having the first to third electrodes;
The step of sequentially bonding the third substrate, the fourth substrate, and the fifth substrate through the insulating film, and the third substrate different from each other so as to match the shape of the first opening region. Isotropically etched, the second opening region is formed so that the surface exposed by the etching is substantially perpendicular to the third substrate, and the fourth and fourth regions separated by the second opening region are formed. 5, forming the electrode 5, etching the insulating film exposed in the second opening region, anisotropically etching the fourth substrate exposed in the second opening region, and etching The third opening region is formed so that the exposed surface extends at a predetermined angle toward the third substrate, and the sixth and seventh electrodes separated by the third opening region are formed. And the fourth to the eighth electric powers. A second electrode part forming step of forming a second electrode part having,
An electrode component bonding step of bonding the first electrode component and the second electrode component;
And a cutting step of cutting the bonded first electrode component and the second electrode component so that the length of the beam passage hole is a predetermined length. Production method.
前記電子銃から放出される電子ビームを偏向する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偏向器と
を有することを特徴とする電子ビーム装置。An electron gun,
An electron beam apparatus comprising: the deflector according to claim 1, which deflects an electron beam emitted from the electron gun.
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